Міжмолекулярна тяжіння, що діє в місцях контакту тертьових тіл. Зараз важливо засвоїти одне - між молекулами речовини на дуже малих відстанях виникає тяжіння.
Схема виникнення дисперсійних сил взаємодії між двома частинками на моделі атома водню. Міжмолекулярна тяжіння, обумовлює ван-дер-ваальсовими силами, є одним із загальних явищ природи. Воно властиво всім речовинам і проявляється в газі - і пароподібному, рідкому і твердому його станах. Як ми бачили, межмолекулярное когезійний взаємодія лежить в основі агрегатного стану речовини при даних фізичних умовах.
Міжмолекулярна тяжіння не вичерпується орієнтаційної-ми і індукційними взаємодіями. Відома велика кількість речовин, таких, як, наприклад, благородні гази, молекули яких неполярні і відносно мало поляризуються. І тим не менше ці речовини отримані як в рідкому, так і в твердому станах. Він показав, що електростатичне відштовхування між електронами двох будь-яких атомів або молекул зменшується, якщо рух електронів відбувається таким чином, що вони весь час виявляються максимально віддаленими одна від одної.
Міжмолекулярна тяжіння, обумовлює силами Ван-дер - Ваальса, є одним з загальних явищ природи. Воно властиво всім речовинам і проявляється в газо - і пароподібні, рідкому і твердому його станах і лежить в основі агрегатного стану речовини при даних фізичних умовах.
Точки плавлення fnj] і молярний теплоти плавлення ДЯПЛ деяких неорганічних речовин. Міжмолекулярна тяжіння, що діє в кристалах з молекулярної гратами, долається тепловим рухом вже при помірних температурах.
Міжмолекулярна тяжіння не вичерпується орієнтації-оннимі і індукційними взаємодіями. Відома велика кількість речовин, таких, як, наприклад, благородні гази, молекули яких неполярні і відносно мало поляризуються. І тим не менше ці речовини отримані як в рідкому, так і в твердому станах. Він показав, що електростатичне відштовхування між електронами двох будь-яких атомів або молекул зменшується, якщо рух електронів відбувається таким чином, що вони весь час виявляються максимально віддаленими одна від одної. При такому узгодженому русі електронів кожен з атомів можна розглядати як миттєвий електричний диполь, позитивний полюс якого розташований в ядрі атома, а негативний - в точці знаходження даного електрона. При узгодженому русі електронів такі миттєві диполі орієнтуються один до одного протилежно зарядженими кінцями, в результаті чого відбувається їх електростатичне тяжіння.
З огляду на межмолекулярное тяжіння, Фрумкін знайшов більш складне вираз для залежності а а (с), яке справедливо і для великих концентрацій поверхностпоактівпого компонента.
Сили міжмолекулярної тяжіння, що діють між електрично нейтральними частками і є причиною появи постійної а в рівнянні Ван-дер - Ваальса, отримали назву сили Ван-дер - Ваал'са.
Енергія міжмолекулярної тяжіння не обмежується складовими Uop, t / інд. Для таких неполярних речовин, як Ne і Аг, обидва цих доданків дорівнюють нулю, тим не Менне благородні гази сжижаются, що свідчить про наявність ще однієї складової міжмолекулярних сил.
Наявність міжмолекулярної тяжіння рівносильно добавочному тиску, притискаючому молекули один до одного. Значить, замість р потрібно писати р РВН, де РВН - додатковий внутрішній тиск в газі. Воно, очевидно, залежить від обсягу: чим менший обсяг займає газ, тим більше сили міжмолекулярної тяжіння.
Наявність міжмолекулярної тяжіння рівносильно добавочному тиску, притискаючому молекули один до одного. Значить, замість р потрібно писати р РВН, де уовня - додатковий внутрішній тиск в газі. Воно, очевидно, залежить від обсягу: чим менший обсяг займає газ, тим більше сили міжмолекулярної тяжіння.
Сили міжмолекулярної тяжіння дуже швидко зменшуються зі збільшенням відстані між частинками. Тому можна вважати, що вони проявляються лише в областях дійсного контакту між тілами.
Сила міжмолекулярної тяжіння залежить від природи міжмолекулярних сил, а також від відстані між макромолекулами, причому чим відстань менше, тим сильніше взаємодія між ланцюгами.
Енергія міжмолекулярної тяжіння зазвичай не перевищує 16 кДж / моль. Однак в молекулах з довгими ланцюгами атомів число контактів між атомами може бути великим, і сумарна енергія міжмолекулярної зв'язку достатня для утворення міцних конгломератів молекул.
Сили міжмолекулярної тяжіння досить великі, хоча вони і поступаються валентним силам внутримолекулярного взаємодії.
Сили міжмолекулярної тяжіння, що діють між електрично нейтральними частками і є причиною появи постійної а в рівнянні Ван-дер - Ваальса, отримали назву сили Ван-дер - Ваал'са.
Енергія міжмолекулярної тяжіння не обмежується складовими / ар, ілял. Для таких неполярних речовин, як Ne і Аг, обидва цих доданків дорівнюють нулю, тим не Менне благородні гази сжижаются, що свідчить про наявність ще однієї складової міжмолекулярних сил.
Сили міжмолекулярної тяжіння утримують молекули на своїх місцях, сили відштовхування запобігають їх взаємне знищення. Математично ці види взаємодії можна зручно виразити через потенційні функції, градієнти яких співвідносяться з міжмолекулярними силами. Дані функції є функціями відстаней між молекулами.
Сили міжмолекулярної тяжіння за своїми абсолютними значеннями є досить суттєвими і досягають максимуму на відстанях між частинками значно менших у порівнянні з їх розмірами. Зі збільшенням розмірів частинок на відповідних їм відстанях сили міжмолекулярної тяжіння дещо зменшуються.
Сили міжмолекулярної тяжіння F - du / dr, очевидно, змінюються обернено пропорційно сьомий ступеня відстані між молекулами.
Різна величина міжмолекулярної тяжіння обумовлює різну рухливість макромолекул відносно один одного і їх гнучкість. Цим визначаються такі властивості, як пружність, еластичність, твердість матеріалу, температура переходу з одного фізичного стану в інший.
Завдяки силам міжмолекулярної тяжіння в водних розчинах відбувається об'єднання вуглеводневих ланцюгів в асоціації молекул з утворенням сферичних і пластинчастих мицелл, що мають молекулярну масу 12 - 22 тисяч.
Інверсійні криві. Внаслідок наявності міжмолекулярних притягання при стисненні газу виділяється додатковий (у порівнянні зі стисненням ідеального газу) кількість тепла, що відводиться охолоджуючої водою.
Цими двома складовими межмолекулярное тяжіння не вичерпується. Орієнтаційні і індукційні взаємодії складають лише частину спостережуваного ван-дер-ваальсовского тяжіння, причому для багатьох сполук - меншу частину його. Для таких же речовин, як Ne і Аг, обидва доданків дорівнюють нулю (частки цих речовин неполярних, і їх електронні оболонки є досить жорсткими); проте благородні гази сжижаются. Це свідчить про існування ще однієї складової міжмолекулярних сил.
Цими двома складовими межмолекулярное тяжіння не вичерпується. Орієнтаційні і індукційні взаємодії складають лише частину ван-дер-ваальсовского тяжіння, причому для багатьох сполук - меншу частину його. Для таких же речовин, як 1 Ne і Аг, обидва доданків дорівнюють нулю (частки цих речовин неполярних, і їх електронні оболонки є досить жорсткими); проте благородні гази сжижаются. Це свідчить про існування ще однієї складової міжмолекулярних сил.
При неспецифічному взаємодії межмолекулярное тяжіння визначається дисперсійними силами, викликаними узгодженим рухом електронів (флуктуації електронної щільності) у взаємодіючих атомах. У цьому випадку параметр С може бути виражений різними наближеними квантово-механічними формулами.
Радіус дії сил міжмолекулярної тяжіння зазвичай оцінюється порядком 10 - 7 см, а це значить, що некомпенсований поверхневий шар в товщину повинен складатися всього лише з декількох молекул (1 - 3) в залежності від їх величини. Цей поверхневий шар повинен надавати на нижележащие молекулярні шари рідини досить значний тиск.
Існують 3 типи міжмолекулярної тяжіння: молекули полімеру до молекули полімеру, молекули розчинника до молекули розчинника і молекули розчинника до молекули полімеру. Розчинення відбувається лише в тому випадку, якщо взаємодія полімеру з розчинником досить велике для подолання сил агрегування молекул полімеру, що виникає в результаті дії сил когезії.
У поліетилену сили міжмолекулярної тяжіння невеликі. Величину їх умовно приймемо за одиницю. Внаслідок невеликої величини цих сил ланцюга поліетилену мають велику гнучкість. Матеріал еластичний при кімнатній температурі і має низьку температуру склування.
На подолання сил міжмолекулярної тяжіння необхідно затратити певну енергію, яка піде на збільшення потенційної енергії взаємодії молекул.
Внаслідок дії сил міжмолекулярної тяжіння рідини володіють внутрішнім тертям.
Енергія всіх видів невалентних, міжмолекулярної тяжіння (диполь-диполь, диполь - наведений диполь, миттєве ний диполь - наведений диполь) і міжмолекулярної відштовхування називається енергією міжмолекулярної взаємодії по Ван-дер - Ваальса і являє собою алгебраїчну суму енергій окремих взаємодій, можливих для даної системи . Інтерпретація хімічних явищ вимагає наявності деякого досвіду і хімічної інтуїції.
Молекули рідини утримуються разом міжмолекулярним тяжінням, але їх кінетичні енергії можна порівняти з глибиною-потенцнальной ями. В результаті цього, незважаючи па те що рідини є самостійною фазою (і відокремлені Від твердих речовин і газів фазовими переходами), структура в справою виявляється рухомий. У разі газів вириальне розкладання дає зв'язок між теорією і експериментом, і в разі рідин необхідна деяка концепція, що дозволяє зробити те ж саме. Концепція полягає у введенні функцій радіального розподілу.
При щільній упаковці виникає сильніше межмолекулярное тяжіння, що призводить до підвищення щільності, міцності, температури розм'якшення і зменшення розчинності.
Залежно від величин міжмолекулярної тяжіння в неідеальних системах коефіцієнти активності можуть бути більше і менше одиниці. Чисельне значення коефіцієнта активності є функцією всіх інших компонентів в розчині і їх концентрацій. Наприклад, для компонента А в подвійній суміші уа 1, якщо ха 1, так як чисті рідини розглядаються як ідеальні розчини. Така ж залежність спостерігається і для інших компонентів.
Адсорбція, що викликається силами міжмолекулярної тяжіння, називається фізичної. Якщо адсорбція обумовлена тими силами, які визначають взаємодію атомів при хімічних реакціях, то вона називається хімічної адсорбції, або хемосорбцией.
Полярність, збільшуючи сили міжмолекулярної тяжіння, надає полімеру жорсткість, теплоеюйкость.
Припустимо, що силами міжмолекулярної тяжіння можна знехтувати. Сфера, описана подвоєним радіусом молекули біля центру молекули, коли міжмолекулярні сили відсутні, є сферою молекулярного дії.
Залежно від величин міжмолекулярної тяжіння в неідеальних системах значення коефіцієнтів активності можуть бути більше і менше одиниці. Чисельне значення коефіцієнта активності є функцією всіх інших компонентів в розчині і їх концентрацій. Наприклад, для компонента А в подвійній суміші ча1, якщо ха1, так як чисті рідини розглядаються як Ідеальна розчини. Така ж залежність спостерігається і для інших компонентів.
Залежно від величини міжмолекулярної тяжіння в неідеальних системах коефіцієнти активності можуть бути більше або менше одиниці. Значення коефіцієнта активності є функцією всіх інших компонентів в розчині і їх концентрацій. Наприклад, для компонента А в подвійній суміші у А1, якщо ХА 1, так як чисті рідини розглядаються як ідеальні розчини. Така ж залежність спостерігається і для інших компонентів.
Чи мають відношення сили міжмолекулярної тяжіння до інших властивостей рідин, таким, як в'язкість або температура затвердіння. Пошукайте в довідниках і розташуйте пентан, октан і декан в порядку збільшення в'язкості. Учитель перевірить ваші дані.
Нижче tCT (fK) межмолекулярное тяжіння виключає повороти навколо зв'язків, проте воно недостатньо сильно, щоб виключити такі повороти під дією зовнішнього навантаження.
У реальних газах існують сили міжмолекулярної тяжіння і відштовхування. Істотно, що ці сили діють спільно. Сили відштовхування проявляються при взаємних зіткненнях молекул один з одним і зі стінками посудини. Далі ми покажемо, що при взаємних зіткненнях молекули газу поводяться як абсолютні пружні кулі з діаметром d, що залежить від хімічної природи газу. Цей ефективний діаметр молекули свідчить про наявність сил відштовхування між молекулами. Нел і б цих сил не було, то молекули могли б зближуватися на як завгодно малі відстані.
У реальних газах існують сили міжмолекулярної тяжіння і отта1ішва - ня. Істотно, що ці сили діють спільно. Якби був відсутній один вид цих сил, наприклад не було б сил відштовхування, то все молекули газу злиплися б один з одним під дією сил тяжіння і саме існування газу було б неможливо. Сили відштовхування проявляються при взаємних зіткненнях молекул один з одним і зі стінками посудини. Далі ми покажемо, що при взаємних зіткненнях молекули газу поводяться як абсолютні пружні кулі з діаметром d, що залежить від хімічної природи газу. Цей ефективний діаметр молекули свідчить про наявність сил відштовхування між молекулами. Якби цих сил не було, то молекули могли б зближуватися на як завгодно малі відстані.
У реальних газах існують сили міжмолекулярної тяжіння і відштовхування. Сили взаємного відштовхування молекул виявляються при зіткненнях молекул газу між собою і зі стінками посудини. У § 13.1 буде показано, що при зіткненнях молекули газу поводяться подібно невеликим абсолютно пружним кулькам, діаметр d яких залежить від хімічної природи газу і називається ефективним діаметром молекул. Між молекулами-кульками діють сили взаємного тяжіння.
Якщо відмінності в інтенсивності сил міжмолекулярної тяжіння для взаємодій різного типу (1 - 1, 2 - 2 і 1 - 2) впливають насамперед на ентальпію розчину, мало зачіпаючи, в разі центральних сил, ентропію, то відмінності в розмірах молекул 1 і 2 позначаються як раз на надлишкової ентропії. Вплив цих відмінностей на ентропію системи відбивається моделлю атермічне розчину, для якого ЯЄ 0, GE - TSE (див. Розд.
У реальному газі в результаті міжмолекулярної тяжіння збільшується кінетичне тиск в порівнянні з тиском в ідеальному газі.